описание барботражного абсорбера тарельчатого типа
.docxОписание барботажного абсорбера тарельчатого типа
Основные теплотехнические характеристики аппарата;
Барботажные абсорберы тарельчатого типа выполняют в виде колонн круглого (иногда прямоугольного) сечения, по высоте которых расположены той или иной конструкции тарелки, причем на каждой тарелке осуществляется одна ступень контакта. Таким образом, в рассматриваемых абсорберах происходит ступенчатый контакт с соединением ступеней противотоком: газ поступает в нижнюю часть колонны и выходит сверху; жидкость подводиться сверху и выходит снизу. На каждой тарелке, в зависимости от ее конструкции, может осуществляться тот или иной вид движения фаз, обычно перекрестный ток или полное перемешивание жидкости.
В зависимости от скорости газа и плотности орошения различают три основных гидродинамических режима работы барботажных тарелок: пузырьковый, пенный и струйный, или инжекционный. Эти режимы отличаются структурой барботажного слоя, которая в основном определяет его гидравлическое сопротивление и высоту, а также величину поверхности контакта фаз.
Пузырьковый режим. Такой режим наблюдается при небольших скоростях газа, когда он движется сквозь слой жидкости в виде отдельных пузырьков. Поверхность контакта фаз на тарелке, работающей в пузырьковом режиме, невелика.
Пенный режим. С увеличением расхода газа выходящие из отверстия и прорези отдельные пузырьки сливаются в сплошную струю, которая на определенном расстоянии от места истечения разрушается вследствие сопротивления барботажного слоя с образованием большого количества пузырьков. При этом на тарелке возникает газо-жидкостная дисперсная система - пена, которая является нестабильной и разрушается сразу же после прекращения подачи газа. В указанном режиме контактирование газа и жидкости происходит на поверхности пузырьков и струй газа, а также на поверхности капель жидкости, которые в большом количестве образуются над барботажным слоем при выходе пузырьков газа из барботажного слоя и разрушении их оболочек. При пенном режиме поверхность контакта фаз на барботажных тарелках максимальна.
Струйный (инжекционный) режим. При дальнейшем увеличении скорости газа длина газовых струй увеличивается, и они выходят на поверхность барботажного слоя, не разрушаясь и образуя большое количество крупных брызг. Поверхность контакта фаз в условиях такого гидродинамического режима резко снижается.
Следует отметить, что переход от одного режима к другому происходит постепенно. Общие методы расчета границ гидродинамических режимов (критических точек) для барботажных тарелок отсутствуют. Поэтому при проектировании тарельчатых аппаратов обычно расчетным путем определяют скорость газа, соответствующую нижнему и верхнему пределам работы тарелки, и затем выбирают рабочую скорость газа.
Принципы эксплуатации, правила обслуживания, ремонта, хранения;
Принцип работы колонн такого типа: жидкость поступает на верхнюю тарелку 1, сливается с тарелки на тарелку через переливные устройства 2 и удаляется из нижней части колонны. Газ поступает в нижнюю часть аппарата, проходит последовательно сквозь отверстия или колпачки каждой тарелки. При этом газ распределяется виде пузырьков и струй в слое жидкости на тарелке, образуя на ней слой пены, являющийся основной областью массообмена и теплообмена на тарелке. Отработанный газ удаляется сверху колонны.
Тарелки перекрестного типа получили наибольшее распространение в промышленности. Колонны с колпачковыми тарелками постепенно вытесняются новыми, более прогрессивными конструкциями тарельчатых аппаратов. Эти тарелки получают за последнее время все более широкое распространение, особенно для работы в условиях значительно меняющихся скоростей газа. С целью упрощения конструкции абсорбционных аппаратов созданы тарелки провального типа.
Назначение, сферы применения в качестве основного и вспомогательного оборудования;
Барботажные жидкостные абсорберы тарельчатого типа в первую очередь рассматриваются как оборудование химической воздухоочистки.
Также демонстрируют достаточную эффективность и в захвате мелкодисперсных и мягких пылей (золы, частиц сажи, копоти, пепла), что делает их рациональным и обоснованным выбором для налаживания систем дымогазоочистки в энергетическом, нефтехимическом и металлургическом секторах, а также в других сферах, генерирующих значительные количества сложных, токсичных и опасных химических / газодымовых выбросов.
Достоинства, преимущества по сравнению с другими аппаратами (отличительные характеристики);
Они способны без каких бы то ни было дополнительных технических надстроек осуществлять результативный процессинг высокотемпературных, пожароопасных и взрывоопасных газовоздушных смесей.
Особенно высокую эффективность барботажные тарельчатые абсорберы демонстрируют в отношении группы кислых газов, сернистых и азотистых оксидов (SOX / NOX), кетонов, эфиров, спиртов, щелочей, альдегидов, галогенидов, меркаптанов, тиолов.
Эффективность улавливания газовых, дымовых, аэрозольных и микромеханических выбросов ≈ 99% даже при использовании обычной воды (высочайшая рациональность внедрения на любых промышленных объектах);
Широкий выбор конструкционных материалов (от ПП до титана) для точного соответствия температурным и химическим режимам очистки (для обработки газопотоков исключительной агрессивности может быть проведена дополнительная термохимическая футеровка / усиление рабочей камеры);
Объемы обрабатываемой среды – от десятков единиц m3 / час до сотен тысяч m3 / час (возможно параллельное или последовательное объединение аппаратов, а также их ввод в качестве второстепенных ступеней пылегазоочистки);
Способность к результативной очистке / нейтрализации пожароопасных, взрывоопасных и высокотемпературных потоков с t ≤ +900 °C (возможна опциональная докомплектация установок квенчинг-камерами для охлаждения потоков с предельными температурами);
Низкое пневмогдиравлическое сопротивление абсорберов;
Высочайшая экономическая обоснованность внедрения аппаратов даже на средних и малых индустриальных / коммунальных предприятиях, доступная цена, быстрая окупаемость, надежность, компактность, долговечность и безотказность.
Недостатки, ограничения (с точки зрения технологии, экологии, экономики, энергетики)
Недостаточная сопротивляемость коррозии, ведущая к ускоренному механическому износу внутренних стенок рабочей камеры (решается использованием стойких материалов или футерованием отсека с массообменной насадкой);
При обработке агрессивных кислых или щелочных сред выявляются проблемы с утилизацией реактивных шламов (решается приобретением станции нейтрализации кислых или щелочных стоков);
Для особо крупных производств – необходимость возведения отдельных очистных сооружений.